Zusammenfassung
Der steigende Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien führt nicht nur zu einem geringeren Einsatz von fossilen Kraftwerken, sondern auch zu erschwerten Bedingungen für KWK-Anlagen. Durch sinkende Strompreise am liberalisierten Strommarkt, gemessen an den Kosten der fossilen Brennstoffe, wird der Betrieb von Heizkraftwerken in einer steigenden Anzahl an Jahresstunden unrentabel. Dadurch ist nicht nur die Wirtschaftlichkeit der KWK-Anlagen gefährdet, sondern auch das energiepolitische Ziel, mit Hilfe der Kraft-Wärme-Kopplung zur Reduktion des Primärenergieverbrauches und der CO2-Emissionen beizutragen.
Das Ziel des Projektes ist es, den Beitrag von Wärmespeichern und Power-to-Heat-Anlagen zu einem effizienteren, flexibleren und wirtschaftlicheren Betrieb von Heizkraftwerken der öffentlichen Fernwärmeversorgung zu ermitteln. Die Bestimmtung der zusätzlichen Flexibilität durch Wärmespeicherung und Power-to-Heat erfolgt aus dem Vergleich mit dem Fernwärmesystem ohne diese Komponenten. Die Untersuchungen erfolgen für vier Heizkraftwerkstypen, die sich durch die Art der Wärmeauskopplung und den eingesetzten Brennstoff unterscheiden.
Durch die Zwischenspeicherung von Fernwärme kann der Betrieb von Heizkraftwerken partiell von der Fernwärmenachfrage entkoppelt werden, womit zum einen eine strompreisorientierte Fahrweise der KWK-Anlagen möglich wird und zum anderen der Anteil der Fernwärmebereitstellung aus der gekopptelten Erzeugung erhöht wird. Die Ergebnisse für die vier Heizkraftwerkstypen und die unterschiedlichen Marktbedingungen zeigen, dass sowohl die Wirtschaftlichkeit, als auch die Auswirkungen auf den Betrieb der KWK-Anlagen zum Teil sehr unterschiedlich ausfallen, jedoch zukünftig die Speicherung von Fernwärme an Bedeutung zunimmt. Grundsätzlich sind die Potentiale der Wärmespeicherung bei GuD-Heizkraftwerken größer, da deren Betrieb durch eine hohe Stromkennzahl und höhere variable Erzeugungskosten stärker durch die Strompreise bestimmt wird. Zur Zeit des Projektes betrug die funktionale Stromspeicherung durch Wärmespeicher im Fernwärmesektor ca. 1,2 TWh/a. Bei einem flächendeckenden Ausbau lässt sich diese auf fast 3 TWh/a erhöhen.
Der Einsatz von Wärmepumpen und E-Heizern in der Fernwärmeversorgung ist während der Laufzeit des Projektes wirtschaftlich nicht möglich. Für Wärmepumpen müssten die zusätzlichen Kosten (EEG-Umlage, Netzentgelte etc.) für den Eigen- und Fremdstromeinsatz reduziert werden, um einen ökonomischen Betrieb zu ermöglichen.
